小衛星有大作用

微小衛星身材小、功能大，對航天事業發展非常有幫助。作為主航天器飛行的伴侶，微小衛星離得近、看得真，有“近水樓臺先得月”的位置優勢，可以作為主航天器的安全輔助工具。那么，什么樣的衛星是微小衛星？

目前主要按照英國薩瑞大學提出的方法對衛星進行分類：質量小于100kg的衛星為微小衛星。其中，10kg到100kg的為微型衛星，1kg到10kg的為納衛星，1kg以下的為皮衛星。

隨著技術的發展，衛星的功能越來越多，大衛星的研制成本越來越高，隨之而來的風險也越來越大。由多顆微小衛星以組網或編隊方式形成的微小衛星星座不僅能完成單個大型空間飛行器的功能，而且可以大幅降低成本和風險。

微小衛星在功能與用途上跟傳統衛星比沒有太大不同。它們絕大部分都是在離地表高度1000km以下的低軌運行。微小衛星的研制不需要龐大的研發隊伍，往往幾個人或十幾個人就能完成，成本能降到傳統衛星的幾分之一到幾十分之一。

發展迅速

早在1990年，美國就用“偵察兵”火箭一次發射了兩顆質量各為6.8kg的“多路通信衛星”，這是微小衛星的雛形。從20世紀90年代開始，美國就著手研制微小衛星作為伴隨衛星。

我國是第二個掌握伴隨衛星技術的國家。2008年，神舟7號載人飛船就發射了伴隨衛星，它由中科院上海微小衛星工程中心研制，采用兩艙結構一體化設計，用輕型鎂合金材料作為主結構框架，整星質量不超過40kg。它在4×8km的橢圓軌道上環繞飛船軌道艙飛行，相機攜帶廣角和長焦兩個鏡頭，能捕捉4m至2km內的清晰圖像。

近十年來，電子設備、計算機和信息技術的發展使得新一代微小衛星在體積和質量減小的同時，性能和應用能力得到大幅提升。另外，得益于太陽能電池片效率的提升和電子產品的小型化，微小衛星的供配電系統性能也得到很大提高。

目前，搭載發射和一箭多星已成為運載火箭發射的主要方式，例如2015年我國利用長征六號火箭成功實現1箭20星發射，這種密集的發射模式降低了微小衛星的發射成本，提高了大規模批量化部署的能力，進一步推動了微小衛星的產業化發展。

活躍在宇宙中

目前全球有300余顆多種用途的現代微小衛星在軌運行，它們奮戰于各個領域。

1.QSAT 衛星

QSAT衛星是日本九州大學研制的微小衛星，長度不足50cm，質量不足50kg。該衛星用于探測地球南北兩極附近的離子分布狀況。

QSAT安裝有太陽敏感器、三軸磁強計和陀螺，最大的特色是它的姿態控制。在太陽光照區域，通過三種敏感器的數據融合獲得姿態信息；在太陽陰影區，通過磁強計和陀螺的測量進行姿態確定。從 地面仿真實驗來看，它的姿態控制能力非常強。

2.CubeSat衛星

CubeSat是由包括中國在內的多個國家的研究機構和大學共同參與的衛星項目，同時也是該類微小衛星的統稱。

目前，該項目有超過 30 所大學和研究機構參與，制訂統一標準，由專門機構統一發射。從2003年到2016年，一共進行過9次集中發射，釋放了40多顆CubeSat，其中包括挪威科技大學的nCube和東京大學的 CubeSatVI 等。

3.Orion和Emerald衛星

獵戶座-綠寶石計劃是美國航空航天局支持的衛星編隊技術的驗證項目，由一顆質量為35kg的Orion 衛星和兩顆質量為15 kg的Emerald衛星組成，在軌道高度為500km的圓軌道運行。

該任務的目的是演示驗證實現衛星編隊飛行所需的幾項關鍵技術，包括姿態確定技術以及多顆微小衛星協同控制完成預定義的編隊構型技術等。（據科學大院、中國數字科技館）